SN 1572

Question: Mistä nimi Tyko Brahen supernova tulee?


SN 1572 eli Tyko Brahen supernova, B Cassiopeiae (B Cas) oli Tyypin Ia supernova[1], joka näkyi Kassiopeian tähdistössä vuonna 1572. Se on yksi vajaasta kymmenestä supernovasta, jotka ovat tunnetun historian aikana näkyneet paljain silmin. Se tuli näkyviin marraskuun alussa 1572, jolloin sen havaitsivat toisistaan riippumatta monet henkilöt eri puolilla maailmaa.[2]
Supernovajäänne on havaittu myös optisesti, mutta se löydettiin ensin radio­aallon­pituuksilla. Siitä käytetään usein nimitystä 3C 10, joka on radiolähdettä tarkoittava merkintä, mutta yhä yleisemmin se tunnetaan myös nimellä Tykon supernovajäänne.
Historiallinen kuvaus

Vuoden 1572 supernovan ilmaantuminen Linnun­radalle kuuluu tähtitieteen historian tärkeimpiin tapahtumiin. Novan, "uuden tähden" ilmestyminen vaikutti osaltaan siihen, että vanhoja taivaan malleja oli muutettava, ja se vauhditti tähtitieteen vallankumousta, joka alkoi todettaessa, että tarvittiin entistä tarkempia tähtiluetteloja ja sen vuoksi myös tarkempia havainto­välineitä. Se osaltaan kumosi myös Aristoteleelta periytyneen käsityksen kuun­ylisen maailman muuttumattomuudesta.[3]
Vuoden 1572 supernovaa sanotaan usein "Tyko Brahen supernovaksi"[4], koska Tyko Brahe käsitteli sitä laajasti vuonna 1573 julkaistussa teoksessaan De nova et nullius aevi memoria prius visa stella ("Uudesta, koskaan ennen eläessään näkemästä tai muistamasta tähdestä"). Teos sisältää sekä Tyko Brahen omia havaintoja että monien muiden tekemien havaintojen analysointia. Vuosina 1602 ja 1610 Johannes Kepler julkaisi teoksesta uudet painokset.  
Historiallisista syistä SN 1572 tunnetaan myös lyhemmin nimellä Tykon nova, vaikka kyseessä selvästikin oli supernova, joka nykyisten tietojen mukaan on aivan eri ilmiö kuin nova.[3]
Brahe ei ollut ensimmäinen, joka havaitsi vuoden 1572 supernovan, mutta toden­näköisesti hän teki siitä tarkimmat havainnot.[2]  Lähes yhtä tarkkoja havaintoja tekivät monet muutkin eurooppalaiset tähtitieteijät kuten Wolfgang Schuler, Thomas Digges, John Dee, Francesco Maurolico, Jerónimo Muñoz,[5] Tadeáš Hájek ja Bartholomäus Reisacher.[6]
Englannissa kuningatar Elisabet I antoi matemaatikko ja astro­logi Thomas Allenille tehtäväksi havainnoida Kassiopeiaan ilmestynyttä uutta tähteä, josta hän antoi hyvin oppineen lausuntonsa, kuten John Aubrey kirjoitti muistiossaan noin sata vuotta myöhemmin.[7]
Ming-dynastian hallitsemassa Kiinassa tähti tuli kiistan aiheeksi Zhang Juzhengin ja nuoren keisari Wanlin välille. Kosmologisen perinteen mukaisesti keisaria varoitettiin tekemästä mitään harkitsematonta, sillä uusi tähti tulkittiin huonoksi enteeksi.[8]
Luotettavimpien tietojen mukaan uusi tähti havaittiin ensimmäisen kerran aamulla 6. marraskuuta 1572.[9]  Tyko Brahe näki sen ensimmäisen kerran 11. marraskuuta[10], ja silloin se oli hänen mukaansa jo hieman Jupiteriakin kirkkaampi. Marraskuun 16. päivän aikoihin se sai suurimman kirkkautensa, jolloin sen magnitudi oli noin −4,0; joidenkin kuvausten mukaan se oli yhtä kirkas kuin Venus on kirkkaimmillaan. Sen jälkeen se alkoi himmetä, mutta vasta maaliskuussa 1574 se katosi kokonaan näkyvistä.[9]
Supernova

Historiallisen valokäyränsä perustella SN 1572 luokiteltiin tyypin I supernovaksi pian sen jälkeen, kun tyyppien I ja II supernovat ensin määriteltiin spektriensä perusteella.[9] Supernovajäänteensä röntgensäteily osoittaa, että se oli jokseenkin varmasti tyypin Ia supernova, mutta sen täsmällisempi luokitettelu oli epävarma siihen saakka, kunnes vuonna 2008 havaittiin sen valokaiku, joka vahvisti lopullisesti, että kyseessä oli normaali tyypin Ia supernova.[1]
Etäisyys
Varhaisemmat arviot supernovan etäisyydestä vaihtelivat 2 ja 5 kiloparsekin eli noin 6600 ja 16300 valovuoden välillä.[12]
SN 1572:n luokittelu normaalin luminositeetin omaavaksi tyypin Ia supernovaksi tekee mahdolliseksi määrittää sen etäisyyden luotettavasti. Sen kirkkauden heikkenemisv auhdin perusteella voidaan laskea, että sen ollessa kirkkaimmillaan sen absoluuttinen magnitudi oli −19,0±0,3.  Koska sen näennäinen magnitudi voidaan historiallisten lähteiden perusteella arvioida ja koska B-vyön ekstinktio on 1,8±0,2, voitiin vuonna 2008 laskea sen etäisyyden olleen 



3
,

8

−
0
,
9


+
1
,
5




{\displaystyle 3,8_{-0,9}^{+1,5}}

 kiloparsekia[1] eli 




12400

−
2
,
900


+
4900




{\displaystyle 12400_{-2,900}^{+4900}}

 valovuotta. Myöhempien tarkempien tutkimusten mukaan sen etäisyys on 2,5 ja 3 kiloparsekin (noin 8000 ja 9800 valovuoden) välillä.[12]
Supernovajäänne
Alkuperäiset radiohavainnot


SN 1572:n supernovajäännettä oli yritetty etsiä jo aikaisemmin, mutta se onnistui vasta vuonna 1952, jolloin Hanbury Brown ja Cyril Hazard ilmoittivat havainneensa Jodrell Bank Observatoryn radio­tele­skoopilla kohteesta lähtevää radiosäteilyä 158,5megahertsin taajuudella.[13] Havainnon vahvistivat Cambridgen radio­teleskoopin avulla vuonna 1957 Baldwin ja Edge, jotka myös mittasivat kohteen sijainnin tarkemmin.[14]  Supernovajäänne sai Cambridgen toisessa radiolähteiden luettelossa alustavasti tunnuksen "2C 34", ja kolmannessa luettelossa lopullisesti merkinnän "3C 10".  Mitään kiistaa ei ole käyty siitä, etteikö 3C 10 olisi vuosina 1572–1573 havaitun supernovan jäänne. Minkowskin vuonna 1964 julkaiseman artikkelin mukaisesti[15] supernova­jäänteestä radio­lähteenä käytetään tavallisimmin merkintää 3C 10, joskin siitä toisinaan kytetään myös taulukoitua galaktista merkintää G120.7+2.1 ja monet kirjoittajat nimittävät sitä "Tykon super­nova­jäänteeksi". Koska se havaittiin ensin lähettämiensä radio­aaltojen ja vasta myöhemmin valon avulla, kohteesta käytetään usein merkintää 3C 10 riippumatta siitä, millä sähkö­magneettisen säteilyn aallon­pituus­alueella havainnot on saatu.
Röntgensäteilyhavainnot
Tykon supernovajäänteestä lähtevän röntgensäteilyn havaitsi ensimmäisenä Uhuru-satelliitti. Sen havaitsemasta röntgenlähteestä käytettiin ensin merkintöjä X120+2 ja XRS 00224+368, mutta se sai myös nimen Cepheus X-1 (tai Cep X-1). Tästä nimestään huolimatta se ei sijaitse Kefeuksen vaan Kassiopeian tähdistössä, ja se on sama kohde kuin SN 1572, Tykon supernovajäänne.[16]
Optiset havainnot

Palomarin observatoriossa tutkijat löysivät 1960-luvulla Tykhon supernovajäänteen hyvin heikkona nebulana. Myöhemmin se valokuvattiin kansainvälisen ROSAT-avaruusluotaimen kaukoputken avulla. Havainnot vahvistavat, että supernova oli tyyppiä Ia[1], ja että se syntyi valkoisesta kääpiötähdestä, joka vastaanotti ainetta seuralaistähdeltään, kunnes se lähestyi Chandrasekharin rajaa ja räjähti. Tämäntyyppisistä supernovista ei yleensä synny kovin näyttävää nebulaa, vaan sellaisia synnyttävät yleensä tyypin II supernovat kuten SN 1054, joka synnytti Rapusumun.  SN 1572:n keskuksesta ulospäin työntyy yhä laajenevaa kaasua, jonka nopeus on hieman alle 5km/s.[18]
Seuralaistähti
Lokakuussa 2004 Nature-lehteen lähetettiin kirje, jossa ilmoitettiin löydetyksi auringon kaltainen G2-luokan tähti, joka sai nimen Tycho G.[19] Sen arvellaan olevan seuralaistähti, joka luovutti massaa sille valkoiselle kääpiölle, joka lopulta räjähti supernovana. Maaliskuussa 2005 julkaistut tutkimukset paljastivat tästä tähdestä lisätietoja: Tycho G oli ennen räjähdystä todennäköisesti pääsarjan tähti tai alijättiläinen, mutta se menetti osan massastaan ja supernova kuumensi sen uloimpia kerroksia.   Tycho G:n nykyinen nopeus on mahdollisesti varmin todiste siitä, että se oli valkoisen kääpiön seuralaistähti, sillä se liikkuu nopeudella 136km/s, mikä on yli neljä kertaa suurempi kuin sen läheisyydessä sijaitsevien tähtien keskimääräinen nopeus.  Tähti on jokseenkin kaukana keskuksesta eikä se nähtävästi pyöri, mikä sekin viittaa siihen, että kyseessä on seuralaistähti.[20]
Tyko Brahen supernova kirjallisuudessa
James Joycen romaanin Odysseus yhdeksännessä luvussa Stephen Dedalus yhdistää supernovan ilmaantumisen nuorekkaaseen William Shakespeareen. Sky & Telescope -lehden marraskuun 1998 numerossa kolme tutkijaa Southwest Texas State Universitytä, Don Olson ja Russell Doescher fysiikan laitokselta ja Marilynn Olson englannin kielen laitokselta, väittivät, että Shakespearen Hamlet-näytelmän ensimmäisen näytöksen ensimmäisessä kohtauksessa Bernardo viittaa juuri kyseiseen supernovaan.[21]
Arthur C. Clarken novellissa The Star päähenkilö mainitsee ohimennen supernovan. Sillä on keskeinen merkitys myös Frederik Pohlin näennäis­tieteellisessä artikkelissa The Martian Star-Gazers ("Marsilaiset tähtien katselijat"), joka julkaistiin ensimmäisen kerran Galaxy Science Fiction Magazine -lehdessä vuonna 1962.
Neil DeGrasse Tyson mainitsee vuosien 1572 ja 1604 supernovat vuonna 2017 ilmestyneessä teoksessaan Astrophysics for People in a Hurry.  Hän korostaa sitä, että vaikka niistä paljon kerrottiin sellaisina kuin miltä ne näyttivät, tuohon aikaan kukaan ei havainnut niistä myös lähteneitä näkymättömiä röntgen- ja gammasäteitä.

Lähteet


Luokka:Supernovat
Luokka:1572
Luokka:Kassiopeian tähdistö